材料的表面改性是指材料在保持其主要性能不变的前提下，通过材料表面物理或化学处理，使表面的化学组成、结构发生变化，从而产生了原材料不具有的特性。材料表面改性的意义：通过较为简单的方法使一个部件或产品具有更为综合的性能。
长余辉纳米颗粒（persistent luminescence nanoparticle， PLNP）又称为长余辉磷光材料，是一类吸收能量并在激发停止后仍持续发光的光致发光物质。与其他发光材料相比，PLNP的余辉时间更长，可达数小时甚至几天。PLNP由发光中心和陷阱两部分构成。陷阱可以将储存的能量传递给发光中心，陷阱的种类和深度决定了PLNP的余辉时间及强度；发光中心则将储存的能量释放出来，形成不同颜色的发光。长余辉纳米材料在生物医学应用中应具备优良的光学性能、良好的分散性、极小的颗粒、均匀的粒径、良好的生物相容性和低毒性等。因此，研究人员通过调整共掺杂离子和基质材料的组成、制备方法的改性、表面修饰功能配体等前沿性的工作，一定程度上改善了PLNP的性能，并获得了性质优良的PLNP。目前，PLNP性能改性研究工作主要集中在掺杂元素和基质材料组成的调整、共掺杂离子的加入、制备方法的改性、反应条件的控制和表面修饰等。改性后，优良性质的PLNP在生物成像和多功能纳米平台等领域取得了重要的研究进展。
长余辉纳米材料性能改性：
加入共掺杂离子。PLNP的余辉性能由陷阱的性质决定，而共掺杂离子直接影响陷阱的性质。通过加入共掺杂离子，不仅增加了陷阱的浓度和深度，而且增强了PLNP 的发光强度，还可将其作为发光中心调控PLNP 的发光颜色。D.J.Dai等人通过加入Li+增加陷阱的深度延长了PLNP的余辉衰减时间，与未加入Li+的PLNP相比，Li+共掺杂后其余辉时间从4 h延长到了15 h。
制备方法的改性。PLNP微观结构及余辉发光性质在一定程度上取决于其制备方法。目前，常用的制备方法有高温固相法、水热法和溶胶-凝胶法等。高温固相法制备的PLNP的亮度高、操作简单、产率高，但反应温度高、时间长、获得块状颗粒；水热法制备的PLNP纯度高、晶粒完整、粒度易控且分布均匀、颗粒之间团聚少，但产物亮度低；溶胶-凝胶法制备的产品均匀度和纯度高，但易团聚。由于在生物医学领域需要研发余辉性质和组织穿透性好、尺寸小、单分散的PLNP，为了优化PLNP的粒径和分散性，研究人员探索了诸多方法。Y.J.Li等人利用表面活性剂辅助水热法和后煅烧再水热制备了超亮的Cr3+/Yb3+/Er3+三掺杂的PLNP， 所制备的PLNP分散均匀，尺寸在50 nm左右，余辉时间长达15 天，量子产率达到 10.2%，同时，没有紫外灯预激发时，都可以用红色 LED 灯激发产生长余辉光，使材料更加适用于长时间、无损活体成像。
PLNP作为光学成像的分子探针，在活体成像的改性应用过程中，其良好的生物相容性、优异的光学性质仍然是研究的重点。通过调整掺杂元素和基质材料的组成、加入共掺杂离子和控制反应条件等方法，可以在一定程度上改善PLNP的余辉发光性质和微观结构。在此基础上研发尺寸可控、波长可调、长波长发射的PLNP，使其更好地满足生物成像及检测是该领域研究的关键。在生物医学应用中，首先制备余辉发光性质优良的PLNP，然后在其表面接技光敏剂、生物分子和负载药物等功能配体来实现PLNP的功能化，该过程涉及到的工艺复杂、步骤繁琐，研发一锅法制备表面带有功能配体的PLNP，简化功能PLNP探针的制备工艺是未来的发展趋势。PLNP在生物成像和多功能纳米平台等领域已取得了重大的研究进展，进一步探索其在细菌成像、食品检测和环境污染等新领域的应用具有潜在的价值以及长远的发展前景。
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